El piloto inglés de Mercedes ha batido el récord del circuito canadiense con un 1’11.459 además de igualar a su ídolo, Ayrton Senna, en pole positions. Le han seguido Sebastian Vettel y Valtteri Bottas. Fernando Alonso y Carlos Sainz saldrán duodécimo y decimotercero, respectivamente.
Q1
Los entrenamientos clasificatorios han empezado con mucho tráfico, ya que han salido todos los pilotos en los primeros seis minutos a excepción de Nico Hulkenberg (Renault Sport F1 Team). A la mitad de la Q1 y después de las primeras tentativas, Valtteri Bottas (Mercedes AMG Petronas Motorsport) era el más rápido con un tiempo de 1’12.8. Su compañero de equipo, Lewis Hamilton, se ubicaba en el tercer lugar con un 1’13.0. Los Ferrari era segundo (Sebastian Vettel) y cuarto (Kimi Räikkönen), a la vez que han sido los únicos que han empleado el neumático superblando en esta parte de la sesión, el resto han optado por el ultrablando.
No obstante, conforme la pista se ha ido engomando, los Mercedes se han colocado en las dos primeras posiciones gracias al 1’12.6 de Bottas y el tiempo de Hamilton, solo siete milésimas más lento. Les han Sebastian Vettel (Scuderia Ferrari) y Max Verstappen (Red Bull Racing). Una salida de Pascal Wehrlein (Sauber F1 Team) en los instantes finales han obligado a dirección de carrera a sacar la bandera amarilla, por lo que no ha sido posible mejorar los tiempos antes de finalizar la Q1. El tiempo de corte lo ha marcado Carlos Sainz Jr. (Scuderia Toro Rosso) con un 1’14.051. Los eliminados han sido:
16 – Stoffel Vandoorne (McLaren Honda): 1’14.182 (+0.131)
17 – Lance Stroll (Williams Martini Racing): 1’14.209 (+0.158)
18 – Kevin Magnussen (Haas F1 Team): 1’14.318 (+0.267)
19 – Marcus Ericssen (Sauber F1 Team): 1’14.495 (+0.444)
20 – Pascal Wehrlein (Sauber F1 Team): 1’14.810 (+0.759)
Q2
La mitad de la sesión ha permitido ver el compuesto de la marca lila en todos los coches. Esta vez ha sido Lewis Hamilton el más rápido, 67 milésimas mejor que su compañero de equipo y 84 que Kimi Räikkönen (Scuderia Ferrari). Vettel ha sido cuarto por delante de los dos Red Bull. Carlos Sainz Jr. se ha quedado fuera después de tocar un muro cuando hacía la última vuelta. El tiempo de corte ha sido Nico Hulkenberg con un 1’13.406. Los eliminados han sido:
11 – Daniil Kvyat (Scuderia Toro Rosso): 1’13.690 (+0.284)
12 – Fernando Alonso (McLaren Honda): 1’13.693 (+0.287)
13 – Carlos Sainz Jr (Scuderia Toro Rosso): 1’13.756 (+0.350)
14 – Romain Grosjean (Haas F1 Team): 1’13.839 (+0.433)
15 – Jolyon Palmer (Renault Sport F1 Team): 1’14.293 (+0.887)
Q3
Lewis Hamilton ha empezado la parte decisiva de la clasificación siendo el primer piloto en bajar del 1’12.0 y estableciendo un nuevo récord de la pista. Su 1’11.7 parecía darle la pole position de forma incontestable, pero Sebastian Vettel ha marcado un tiempo solo cuatro milésimas más lento a falta de cuatro minutos para terminar la qualy. El piloto inglés de Mercedes ha rebajado al final hasta el 1’11.4 sentenciando la parrilla de salida. Los resultados han sido los siguientes:
| POS | Piloto | Equipo | Tiempo/dif. |
| 1 | Lewis Hamilton | Mercedes AMG Petronas Motorsport | 1’11.459 |
| 2 | Sebastian Vettel | Scuderia Ferrari | 0.330 |
| 3 | Valtteri Bottas | Mercedes AMG Petronas Motorsport | 0.718 |
| 4 | Kimi Räikkönen | Scuderia Ferrari | 0.793 |
| 5 | Max Verstappen | Red Bull Racing | 0.944 |
| 6 | Daniel Ricciardo | Red Bull Racing | 1.098 |
| 7 | Felipe Massa | Williams Martini Racing | 1.399 |
| 8 | Sergio Pérez | Sahara Force India F1 Team | 1.559 |
| 9 | Esteban Ocon | Sahara Force India F1 Team | 1.676 |
| 10 | Nico Hulkenberg | Renault Sport F1 Team | 1.812 |
| 11 | Daniil Kvyat | Scuderia Toro Rosso | 1’13.690 |
| 12 | Fernando Alonso | McLaren Honda | 0.003 |
| 13 | Carlos Sainz Jr. | Scuderia Toro Rosso | 0.066 |
| 14 | Romain Grosjean | Haas F1 Team | 0.149 |
| 15 | Jolyon Palmer | Renault Sport F1 Team | 0.603 |
| 16 | Stoffel Vandoorne | McLaren Honda | 1’14.182 |
| 17 | Lance Stroll | Williams Martini Racing | 0.027 |
| 18 | Kevin Magnussen | Haas F1 Team | 0.136 |
| 19 | Marcus Ericssen | Sauber F1 Team | 0.313 |
| 20 | Pascal Wehrlein | Sauber F1 Team | 0.628 |